«После идентификации этих молекул у нас есть некоторые дополнительные цели, которые мы можем попытаться заблокировать, чтобы уменьшить хроническую боль», — говорит Синьчжун Донг, доктор философии, доцент кафедры нейробиологии в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса и начавший свою карьеру. ученый из Медицинского института Говарда Хьюза. «Мы обнаружили, что стойкая боль не всегда возникает в головном мозге, как некоторые полагали, что является важной информацией для разработки менее вызывающих привыкание лекарств для борьбы с ней».Хроническая боль, которая сохраняется в течение недель, месяцев или лет после выздоровления от основной травмы или состояния, поражает примерно от 20 до 25 процентов населения во всем мире и около 116 миллионов человек в США, что обходится американцам в медицинских вмешательствах в общей сложности в 600 миллиардов долларов и потерями. продуктивность.
Это может быть что угодно: от травм нервов и остеоартрита до рака и стресса.В своем новом исследовании ученые сосредоточились на системе нервов, чувствительных к боли, на лице мышей, известной под общим названием тройничный нерв.
Тройничный нерв — это большой пучок из десятков тысяч нервных клеток. Каждая ячейка представляет собой длинный «провод» со ступицей в центре; концентраторы сгруппированы в более крупный концентратор. На одной стороне этого концентратора отходят три меньших пучка проводов — V1, V2 и V3.
Каждая связка содержит отдельные болевые провода, которые отделяются, чтобы покрыть определенную территорию лица. Сигналы передаются по проводам к центрам клеток, а затем попадают в спинной мозг через отдельный набор пучков. Из спинного мозга сигналы передаются в мозг, который интерпретирует их как боль.Когда исследователи защемили ветвь V2 тройничного нерва в течение длительного периода времени, они обнаружили, что области V2 и V3 были особенно чувствительны к дополнительной боли.
Такое распространение боли на неповрежденные участки типично для тех, кто испытывает хроническую боль, но также может наблюдаться и во время острых травм, например, когда большой палец ударяется молотком и вся рука начинает пульсировать от боли.Чтобы выяснить, почему, исследователи изучили чувствительные к боли нервы в коже ушей мышей. Меньшие ветви тройничного нерва V3 доходят до кожи нижнего уха. Но за кожу верхнего уха отвечает совершенно другой набор нервов.
Это различие позволило исследователям сравнить реакции двух несвязанных групп нервов, находящихся в непосредственной близости друг от друга.Чтобы преодолеть сложность мониторинга нервных реакций, команда Донга вставила ген в ДНК мышей, чтобы первичные сенсорные нервные клетки при активации светились зеленым. Чувствительные к боли нервы лица являются их частью.
Когда участки кожи были омыты дозой капсаицина — активного ингредиента острого перца — нервы, чувствительные к боли, зажглись в обеих областях уха. Но нервы V3 в нижнем ухе были намного ярче, чем в верхнем ухе.
Исследователи пришли к выводу, что защемление соединенной, но разделенной ветви V2 тройничного нерва каким-то образом повысило чувствительность нервов V3 к «чрезмерной реакции» на такое же количество раздражителя.Снова применив капсаицин к различным областям, исследователи обнаружили, что больше нервных ветвей, исходящих от защемленного нерва V2, загорается, чем ветвей, исходящих от неповрежденного.
Это говорит о том, что нервы, которые обычно не реагируют на боль, могут изменять себя во время длительной травмы, добавляя болевые сигналы, посылаемые в мозг.Зная из предыдущих исследований, что белок TRPV1 необходим для активации чувствительных к боли нервных клеток, исследователи затем изучили его активность в тройничном нерве.
Они показали, что это было гиперактивным в поврежденных нервных ветвях V2 и в неповрежденных ветвях V3, а также в ветвях, которые выходили за пределы центральной нервной клетки тройничного нерва в спинной мозг.Затем специалисты Мэрилендского университета по неврологической сигнальной молекуле серотонина, зная, что серотонин участвует в хронической боли, исследовали его роль в исследовании активации TRPV1.
Команда, возглавляемая Фэн Вэй, доктором медицины, заблокировала выработку серотонина, который выделяется из ствола головного мозга в спинной мозг, и обнаружила, что гиперактивность TRPV1 почти исчезла.Дун говорит: «Хроническая боль, по-видимому, вызывает выброс серотонина из головного мозга в спинной мозг.
Там он действует на тройничный нерв в целом, делая TRPV1 гиперактивным по всем его ветвям, даже заставляя некоторые нервные клетки, не чувствительные к боли, действовать. начинают реагировать на боль. Гиперактивный TRPV1 заставляет нервы чаще срабатывать, посылая дополнительные болевые сигналы в мозг ».